KR100423197B1 - 도토리로부터 전분 분리방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 껍질이 제거된 말린 생 도토리로부터 전분을 추출하기 위한 방법에 관한 것으로, 도토리를 물에 불리지 않은 상태에서 도토리를 전분 입자 크기에 최대한 가깝운 정도의 크기까지 커팅식으로 잘게 분쇄하여 분쇄물로부터 전분을 얻을 수 있도록 한 것이다.

이를 위해, 건조된 도토리에 묻어 있던 불순물을 제거하는 단계와, 이물질이 제거된 도토리를 커팅밀(12)의 회전에 따라 소정의 입도로 분쇄하는 단계와, 공지의 커팅밀에 의해 잘게 분쇄된 도토리분을 탱크(13)내에 물과 함께 투입하여 임펠러(14)(15)의 회전으로 회전시키면서 전분의 둘레를 싸고 있던 비전분을 용해하여 현탁액을 얻는 단계와, 현탁액을 소정의 입도를 갖는 공지의 여과기(16)내의 필터(18)를 압력에 의해 통과시켜 찌꺼기를 제거하는 단계와, 공지의 원심분리기(20)를 이용하여 현탁액으로부터 비전분을 분리하는 단계와, 탈수기(22)를 이용하여 전분만이 포함된 현탁액을 탈수하여 전분을 얻는 단계와, 젖은 모래상태 정도의 수분을 함유한 전분을 건조하여 포장하는 단계로 이루어진 것이다.

Description

도토리로부터 전분 분리방법{Process for obtaining starch from acorn}

본 발명은 껍질이 제거된 말린 생 도토리로부터 전분을 추출하기 위한 방법에 관한 것으로서, 좀더 구체적으로는 도토리를 물에 불리지 않은 상태에서 도토리를 전분 입자 크기에 최대한 가까운 정도의 크기까지 커팅식으로 잘게 분쇄하여 분쇄물로부터 전분을 얻는 도토리로부터 전분 회수방법에 관한 것이다.

일반적으로 도토리로부터 얻어 묵을 제조하는 도토리 전분의 입자 크기는 장경이 1 ∼ 20㎛에 분포(단경은 1 ∼ 12㎛이며 10 ∼ 12㎛ 범위에는 거의 관찰되지 않고 4 ∼ 6㎛의 범위에 가장 높은 분포도를 나타냄) 하는데, 10㎛ 이하가 80%를 차지한다.

또한, 10㎛ 이상도 10 ∼ 15㎛에 주로 분포하는데, 15㎛ 이상은 1% 내외만 존재하며 6 ∼ 8㎛가 최대 분포도를 나타낸다.

최근 들어, 이러한 도토리 전분을 이용하여 묵 외에 국수 등을 제조하는 방법이 개발되고 있어 그 용도 또한 날로 늘어나고 있는 추세이다.

도 1은 종래의 방법을 설명하기 위한 공정도이고 도 2는 종래의 방법을 설명하기 위한 플로우챠트로서, 껍질이 제거된 도토리를 물에 적셔지도록 용기(1)내에 담아 충분히 불린다.(S1)

이렇게 불린 도토리를 분쇄장치(2)에 의해 120 ∼ 160메시(mesh)의 입도가 되게 미세하게 분쇄한다.(S2)

도토리가 분쇄되고 나면 도토리분을 160 ∼ 200메시를 갖는 자루(3)에 담아 입구를 묶은 다음 자루를 회전장치(4)내에 넣고 회전시키면서 지속적으로 물을 투입하여 자루(3)내에 담겨진 소정입자(120 ∼ 200메시) 이하의 전분과 비전분이 자루로부터 빠져 나오도록 한다.(S3, S4)

이와 같이 자루내에 담겨져 있던 전분과 비전분이 물과 함께 빠져 나오면 현탁액을 탈수기(5)내에 투입한 다음 탈수하여 전분(6)을 얻게 되는데, 이렇게 얻어진 전분은 일정량씩 포장하여 냉동 보관하거나, 출하하게 된다.(S5, S6)

그러나 이러한 종래의 전분 분리방법은 다음과 같은 여러 가지 문제점이 발생되었다.

첫째, 알갱이형태의 도토리를 갈아서 분쇄하는 과정에서 발열이 심해 일정 이하의 크기로 분쇄할 경우, 발열 때문에 물성 변화가 일어나므로 이를 방지하기 위하여 분쇄 전에 불림공정을 거치게 되는데, 이 또한 최고 입도가 160 ∼ 200메시 까지만 물성의 변화없이 분쇄가 가능하며, 분쇄된 상태에서 전분을 회수하는 과정에서 분쇄물을 자루에 넣고 회전시키면서 물로 비전분성분을 용해시키므로 물의 유동을 막아 전분 회수율이 30% 정도로 매우 낮다.

둘째, 분쇄시 발열온도를 떨어뜨림과 동시에 탈 타닌 효과를 얻기 위해 도토리를 물에 불리게 되므로 물의 사용량이 도토리부피의 약 5배정도로 많이 소요되고, 이에 따라 발생되는 폐수 처리에 막대한 비용이 필요하다.

셋째, 일정 입자를 갖는 전분과 비전분이 동시에 자루를 통과한 상태에서 현탁액으로부터 물만을 제거하여 전분을 얻게 되므로 회수된 전분에 비전분이 포함되고, 이에 따라 고 순도의 전분을 얻는데 한계가 있다.

넷째, 공정간 작업자가 수작업으로 운반하므로 고가의 인건비가 들어 생산원가의 상승 요인으로 작용되었다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 도토리를 물에 불리지 않은 상태에서 커팅식으로 분쇄하여 커팅된 도토리분을 물과 함께 회전시키면서 전분의 둘레를 싸고 있던 비전분을 용해하여 순수한 전분만 얻을 수 있도록 하므로 전분의 회수율을 증대시키는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 건조된 도토리에 묻어 있던 불순물을 제거하는 단계와, 이물질이 제거된 도토리를 공지의커팅밀에 의해 소정의 입도로 분쇄하는 단계와, 커팅밀에 의해 미세하게 분쇄된 도토리분을 탱크내에 물과 함께 투입하여 임펠러의 회전으로 회전시키면서 전분의 둘레를 싸고 있던 비전분을 용해하여 현탁액을 얻는 단계와, 현탁액을 소정의 입도를 갖는 공지의 여과기내의 필터를 압력에 의해 통과시켜 찌꺼기를 제거하는 단계와, 공지의 원심분리기를 이용하여 현탁액으로부터 비전분을 분리 제거하는 단계와, 탈수기를 이용하여 현탁액을 탈수하여 전분을 얻는 단계와, 젖은 모래상태의 전분을 건조하여 포장하는 단계로 이루어진 도토리로부터 전분 분리방법이 제공된다.

도 1은 종래의 방법을 설명하기 위한 공정도

도 2는 종래의 방법을 설명하기 위한 플로우챠트

도 3은 본 발명을 설명하기 위한 공정도

도 4는 본 발명을 설명하기 위한 플로우챠트

*도면중 주요 부분에 대한 부호의 설명*

11, 12 : 커팅밀 14 : 임펠러

16 : 여과기 18 : 필터

19 : 이물질분리기 20 : 원심분리기

22 : 탈수기 23 : 열풍건조기

이하, 본 발명을 일 실시예로 도시한 도 3 및 도 4를 참고하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명을 설명하기 위한 공정도이고 도 4는 본 발명을 설명하기 위한 플로우챠트로서, 본 발명은 건조된 도토리를 수거하여 건조과정에서 도토리에 묻어 있던 불순물이나, 이물질을 에어(air)에 의해 깨끗하게 제거한다.(S11)

상기한 과정을 거쳐 도토리에 묻어 있거나, 포함되어 있던 이물질을 제거하고 나면 공지의 커팅밀(12)를 이용하여 도토리를 소정의 입도로 분쇄하는 공정을 거치게 된다.(S13)

상기한 바와 같은 공정을 거쳐 도토리를 소정의 입도로 커팅하는 과정에서 발열 온도가 40℃ 이하가 되게 유지하는 것이 바람직하다.

이는, 전분을 이용하여 겔(gel)상태의 묵을 제조하는 과정에서 엉겨 붙기 이전의 상태인 콜로이드 상태가 되는 호화 개시온도가 대략 65℃이므로 분쇄시 발열온도가 65℃ 이상이 되면 묵의 제조과정에서 겔화가 되지 않을 우려가 있기 때문이다.

전술한 바와 같이 세척된 도토리를 커팅밀(12)에 의해 바로 분쇄하여도 되지만, 커팅밀에 부하가 걸리지 않도록 또 다른 커팅밀(11)에 의해 거친 입도로 1차 분쇄한 다음 커팅밀(12)에 의해 미세한 입도로 2차 분쇄하는 것이 보다 바람직하다.(S12)

이에 따라, 거친 입도로 분쇄된 도토리를 커팅밀(11)에 의해 미세한 입도로 2차 분쇄하므로 커팅밀(12)의 구동원인 모터에 걸리는 부하를 최소화하게 되고, 이에따라 모터의 수명을 최대한 연장 수 있게 된다.

상기한 바와 같이 커팅밀(11)에 의해 1차 분쇄되는 도토리의 입도는 1mm 이상이 되게 유지하고 커팅밀(12)에 의해 2차 분쇄되는 도토리의 입도는 20 ∼ 35㎛가 되게 유지하는 것이 바람직하다.

상기 도토리를 물에 불리지 않고 커팅밀(11)(12)에 의해 소정의 입도로 분쇄하고 나면 미세하게 분쇄된 도토리분을 탱크(13)내에 물과 함께 투입하여 상호 반대방향으로 회전하는 임펠러(14)(15)에 의해 회전시키면서 전분의 주위에 붙어 있는 비전분물질(조단백질:crude protein, 조지방질:crude fat, 탄닌:tannin, 회분:ash 등)을 씻어내고 아울러 수용성물질들을 점진적으로 용해시키게 되므로 현탁액이 얻어진다.(S14)

상기한 공정을 거쳐 현탁액이 얻어지고 나면 현탁액을 소정의 입도를 갖는 공지의 여과기(16)내의 필터를 압력에 의해 통과시켜 찌꺼기를 제거하므로 여과에 따른 일손을 대폭 줄일 수 있게 된다.(S15)

즉, 임펠러(14)(15)의 회전에 따라 얻어진 현탁액이 여과기(16)의 내부로 유입되는 과정에서 압력관(17)을 통해 공기압이 작용되면 소정의 입도를 갖는 전분과 비전분이 물과 함께 필터(18)를 통과하지만, 필터의 기공보다 큰 입도를 갖는 찌꺼기는 필터를 통과하지 못하고 걸러지게 되는데, 이렇게 걸러진 찌꺼기는 소정 시간동안 모아졌다가 여과기(16)의 외부로 배출된다.

이에 따라, 분리된 찌꺼기는 별도로 모아 두었다가 건조하여 사슴 등의 가축 사료로 사용하거나, 믹서에 의해 재분쇄하여 전분과 비전분을 분리하므로써 저등급의 전분을 얻을 수 있게 된다.(S15a)

상기 현탁액으로부터 찌꺼기를 걸러내고 나면 이를 원심분리기(18)내에 투입하여 비중 차이를 이용하여 현탁액으로부터 전분과 비전분을 분리한다.(S17)

이와 같이 원심력에 의해 현탁액으로부터 전분과 비전분을 분리하기 위해 현탁액을 회전시키면 비중이 큰 전분은 원심력에 의해 멀리 가고 비전분은 원심분리기의 중심부에 모이게 되므로 전분과 비전분의 분리가 가능해지게 된다.

상기한 바와 같이 원심분리기(20)에 의해 전분과 비전분을 분리하기 전에 도토리의 건조과정에서 도토리에 박혀 있던 모래 또는 흙은 세척과정에서 제거되지 않으므로 공지의 이물질 분리기(19)를 이용하여 현탁액으로부터 이들을 제거하여야만 양질의 전분을 얻을 수 있게 된다.(S16)

상기 현탁액에 포함된 모래 또는 흙의 제거는 비중 차이를 이용하므로 용이하게 제거할 수 있게 된다.

한편, 여과기(16) 및 이물질 분리기(19)사이 그리고 원심분리기(20)와 탈수기(22)사이에 현탁액을 일시 저장하는 탱크(21a)(21b)를 각각 설치하여 공정간 현탁액을 일시 저장하였다가 필요할 때마다 현탁액을 공정간에 투입하도록 하는 것이 보다 바람직하다.

이에 따라, 현탁액을 탱크(21a)(21b)내에 보관하는 과정에서도 전분으로부터 미처 용해되지 않은 비전분이 용해되는 부가적인 효과를 얻을 수 있다.

현탁액으로부터 이물질을 제거한 다음 비전분을 분리시키고 나면 전분만이 포함된 현탁액이 얻어지는데, 상기 현탁액을 탈수기(22)내에 투입하여 탈수공정을 거치면 젖은 모래상태의 전분이 얻어진다.(S18)

이와 같이 얻어진 젖은 모래상태의 전분은 열풍 건조기(23)에 의해 건조하므로써 도토리 전분의 분리가 완료되는데, 건조된 전분은 포장용기(24)내에 일정량(약 25kg)씩 포장되어 출하되거나, 통풍이 잘되는 창고에 보관하게 된다.(S19)

이상에서와 같이 본 발명은 도토리를 물에 불리지 않은 상태에서 미세하게분쇄한 다음 원심분리기에 의해 전분과 비전분을 분리하여 전분을 얻게 되므로 전분 회수율을 65%까지 상승시킬 수 있게 되는 효과를 얻는다.

또한, 불림공정을 거치지 않아 폐수의 발생량을 현저히 줄일 수 있게 되므로 폐수 처리에 따른 비용을 대폭 절감할 수 있게 되는 효과도 얻게 된다.

Claims (8)

1. 건조된 도토리에 묻어 있던 불순물을 제거하는 단계와, 이물질이 제거된 도토리를 공지의 커팅밀에 의해 소정의 입도로 분쇄하는 단계와, 커팅밀에 의해 미세하게 분쇄된 도토리분을 탱크내에 물과 함께 투입하여 임펠러의 회전으로 회전시키면서 전분의 둘레를 싸고 있던 비전분 물질을 용해하여 현탁액을 얻는 단계와, 현탁액을 소정의 입도를 갖는 공지의 여과기내의 필터를 압력에 의해 통과시켜 찌꺼기를 제거하는 단계와, 공지의 원심분리기를 이용하여 현탁액으로부터 비전분을 분리 제거하는 단계와, 탈수기를 이용하여 현탁액을 탈수하여 전분을 얻는 단계와, 젖은 모래상태의 전분을 건조하여 포장하는 단계로 이루어진 도토리로부터 전분 분리방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 도토리를 커팅밀에 의해 분쇄하기 전에 건친 입도를 갖도록 잘게 분쇄하는 공정이 더 추가된 것을 특징으로 하는 도토리로부터 전분 분리방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 커팅밀에 의해 분쇄되는 도토리의 입도가 20 ∼35㎛인 것을 특징으로 하는 도토리로부터 전분 분리방법.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 커팅밀에 의해 도토리를 분쇄하기 전에 1mm 이하가 되게 분쇄하는 것을 특징으로 하는 도토리로부터 전분 분리방법.
5. 제 1 항에 있어서,

   현탁액으로부터 제거된 찌꺼기를 건조하여 가축사료로 사용하거나, 믹서에 의해 재분쇄하여 전분과 비전분을 분리하는 것을 특징으로 하는 도토리로부터 전분 분리방법.
6. 제 1 항에 있어서,

   현탁액을 소정의 입도를 갖는 필터로 압력에 의해 통과시켜 찌꺼기를 제거하는 단계와, 원심분리기를 이용하여 현탁액으로부터 비전분을 분리하는 단계사이에 공지의 이물질 분리기에 의해 현탁액내에 포함된 모래 또는 흙을 분리하는 단계가 더 포함된 것을 특징으로 하는 도토리로부터 전분 분리방법.
7. 제 1 항 또는 제 6 항에 있어서,

   여과기 및 이물질 분리기사이 그리고 원심분리기와 탈수기사이에서 현탁액을 일시 저장하였다가 필요시마다 일시 저장된 현탁액을 공정간에 투입하는 것을 특징으로 하는 도토리로부터 전분 분리방법.
8. 제 1 항에 있어서,

   젖은 모래상태의 전분을 열풍 건조하는 것을 특징으로 하는 도토리로부터 전분 분리방법.